Le marché des véhicules électriques est en très forte croissance et de très grands progrès sont en cours, en particulier concernant l’autonomie kilométrique. C’est la batterie de traction, organe central de ces véhicules qui dicte cette autonomie.
La transformation de la biomasse lignocellulosique est une voie à considérer pour répondre aux défis du domaine de l’énergie. La connaissance détaillée des produits générés est essentielle pour développer des procédés performants et innovants. Les approches analytiques couplant chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse haute résolution (LC/HRMS) offrent un fort potentiel, limité par la quantité massive de données obtenues.
À IFPEN, l’arrivée des unités d’expérimentation haut débit pour le screening des catalyseurs a conduit à une augmentation considérable de la production de points expérimentaux. De ce fait, il est aujourd’hui nécessaire de repenser les solutions analytiques usuellement employées, chronophages et consommatrices d’échantillons, pour plus d’efficience.
Le contrôle des propriétés texturales du support d’alumine est un enjeu crucial dans le développement de nouveaux matériaux catalytiques : les propriétés de transport de matière du support sont influencées par la microstructure poreuse et sont critiques lors des étapes d’imprégnation de la phase active, puis au cours des réactions catalytiques. Un support d’alumine est constitué de cristallites élémentaires (quelques Å), qui s’agrègent pour former des agrégats (nm), qui peuvent ensuite s’agglomérer pour former des agglomérats (de 100 nm à 1 µm).
Dans le cadre de sa mission d’intérêt général, IFPEN concentre ses efforts sur l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat. En particulier l’une des problématiques majeures rencontrées à IFPEN est de réduire le coût et l’impact environnemental des procédés faisant intervenir des écoulements diphasiques. Les écoulements diphasiques interviennent dans de nombreux secteurs de l’énergie : conversion de la biomasse, traitement de l’eau, .... La séparation liquide/liquide et fréquemment utilisée pour séparer les deux phases en présences.
Le projet de thèse se place dans le contexte de la production de « Solar Fuels », autrement dit de carburants ou vecteurs d’énergie utilisant la lumière solaire comme source primaire d’énergie. A l’image des processus naturels, une solution élégante pour limiter les émissions de CO2 serait le stockage de l’énergie solaire dans des liaisons chimiques, par photo-réduction du CO2 en composés valorisables.
Le stockage de l’énergie électrique est devenu un enjeu mondial et un défi majeur. En particulier, dans le cadre des besoins de stockage d’énergie liés au développement des véhicules électrifiés et des énergies renouvelables intermittentes, de nombreuses études s’intéressent aux batteries Li-ion. Garantir la sécurité des batteries Li-ion est clé pour leur déploiement dans des systèmes embarqués.
Parmi les problèmes étudiés à IFPEN, la problématique de trouver la configuration optimale des entrées d’un modèle conduisant à la meilleure performance admissible apparait dans la conception de certains systèmes tels que les moteurs électriques ou les éoliennes flottantes. Parmi les nombreuses entrées de ce problème, un certain nombre est défini comme incertaine ou aléatoire, comme l’information du vent dans le cadre éolien ou les caractéristiques d’un matériau mal maitrisées et soumises à un certain tolérancement.
Les dernières générations d’électrodes négatives de batteries au lithium-ion font appel à des matériaux composites silicium-graphite pour stocker le lithium lors de la charge. Le composite est constitué de grains de matière active collés entre eux par un liant polymère.
Dans le cadre du développement de procédés mettant en jeu des fluides complexes (bio-procédés, traitement des eaux, synthèse de matériaux, recyclage de plastique), une thèse est proposée pour étudier et modéliser la distribution du taux de cisaillement local dans les unités de mélange en régime transitoire (2000<Re<20000). En complément à des travaux récents ou en cours visant à étudier l’impact du cisaillement homogène et/ou contrôlé sur la rhéologie d’un fluide complexe, l’objet de la présente thèse est de travailler sur l’écoulement complexe présent dans les réacteurs industriels.